ZALENO WARUNKÓW STOPOWANIA LASEROWEGO ORAZ STRUKTURY I WŁASNOCI STALI X40CrMoV5-1

10/21 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2006, Rocznik 6, Nr 21(1/2) ARCHIVES OF FOUNDARY Year 2006, Volume 6, Nº 21 (1/2) PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 ZALENO WARUNKÓW STOPOWANIA LASEROWEGO ORAZ STRUKTURY I WŁASNOCI STALI X40CrMoV5-1 M. BONEK 1, L.A. DOBRZASKI 2, A. KLIMPEL 3 1,2 Instytut Materiałów Inynierskich i Biomedycznych, Politechnika lska, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice 3 Katedra Spawalnictwa, Politechnika lska, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice STRESZCZENIE Badania obejmuj przetapianie i stopowanie wglikiem wolframu warstwy wierzchniej stali narzdziowej stopowej do pracy na gorco X40CrMoV5-1 z zastosowaniem lasera diodowego duej mocy (HPDL). Rezultatem wykonywanych bada jest zbadanie i udowodnienie mechanizmów strukturalnych towarzyszcych obróbce laserowej. Ma to wane znaczenie poznawcze i daje podstawy do praktycznego wykorzystania tych technologii do kształtowania nowych narzdziowych funkcjonalnych materiałów gradientowych i regeneracji narzdzi ju eksploatowanych. Key words: manufacturing and processing, heat treatment, laser, tool materials 1. WPROWADZENIE Powierzchniowa obróbka laserowa jest now technologi zmiany własnoci warstwy wierzchniej materiałów, bez istotnej zmiany własnoci ich rdzenia. W miar wzrostu zapotrzebowania na nowe technologie, lasery znajduj zastosowanie w kadej gałzi przemysłu i usług. Materiały stosowane w obróbce laserowej to stale i inne stopy elaza (w tym odlewnicze), metale nieelazne i ich stopy, papier, tektura, ceramika, drewno oraz tworzywa sztuczne [1-5]. Poprzez zmian parametrów procesu, takich jak 1 dr in., mirosław.bonek@polsl.pl 2 dr h.c. prof. zw. dr hab. in., leszek.dobrzanski@polsl.pl 3 prof. zw. dr hab. in., andrzej.klimpel@polsl.pl

moc lasera, rednica wizki bd szybko skanowania, laser moe wykona wiele funkcji. Własnoci wizki laserowej w połczeniu z dokładnoci pozycjonowania rzdu setnych czci milimetra pozwalaj na przeprowadzanie bardzo precyzyjnych procesów nakładania warstw wierzchnich, napraw, a nawet produkcji gotowych elementów. Poniewa techniki bezporedniego wytwarzania s nadal na etapie badawczym, szczególnym zainteresowaniem ciesz si take obecnie procesy regeneracji wykorzystujce szczególne własnoci promieniowania laserowego. Zasadniczym celem laserowego przetapiania warstw wierzchnich materiałów jest modyfikacja struktury i zwizanych z ni własnoci. Dziki tworzeniu jednorodnej chemicznie, drobnokrystalicznej warstwy wierzchniej bez zmiany składu chemicznego materiału uzyskuje si zwikszenie odpornoci głównie na cieranie i zmczenie cieplne. Jeszcze korzystniejsze efekty w postaci zwikszenia własnoci uytkowych mona uzyska w wyniku stopowania warstwy wierzchniej materiału czstkami twardych faz wglików, tlenków lub azotków [4, 6-16]. Badania w wielu orodkach naukowych s skoncentrowane obecnie nad zastosowaniem lasera diodowego duej mocy w procesie laserowej obróbki cieplnej i stopowania warstw wierzchnich nowych narzdzi ze stali narzdziowych w celu dodatkowego zwikszenia ich twardoci oraz odpornoci na zuycie cierne, jak równie w celu regeneracji zuytych powierzchni roboczych narzdzi wykonanych z tych stali. Istota tych bada dotyczy, poznania mechanizmów strukturalnych zachodzcych w warstwie wierzchniej stali przetapianej przy uyciu lasera diodowego duej mocy oraz w strefie wpływu ciepła, w trakcie procesów przetapiania i stopowania mechanicznego stali, która moe znale zastosowanie na nowe narzdzia stosowane głównie do obróbki plastycznej na gorco, jak równie w innych procesach kształtowania mechanicznego, w tym take obróbki skrawaniem niektórych materiałów, głównie niemetalowych, np. drewna, materiałów polimerowych i kompozytowych o osnowie polimerowej, narzdzi wielkogabarytowych, uszkodzonych powierzchniowo w czasie eksploatacji, np. narzdzi kuniczych lub walców do walcowania no gorco. 2. METODYKA BADA Badania wykonano na próbkach ze stali narzdziowej stopowej do pracy na gorco X40CrMoV5-1. Badan stal wytopiono w piecu elektrycznym próniowym przy cinieniu ok. 1 Pa, odlano we wlewki o masie ok. 250 kg i poddano kuciu wstpnemu w zakresie temperatury 1100-900ºC na prty o rednicy 75 mm, które wyarzono zmikczajco. Po wykonaniu metodami obróbki skrawaniem próbek o wymiarach 70 mm i gruboci 6 mm poddano je obróbce cieplnej. Próbki austenityzowano w piecu kpielowym solnym i odpuszczono w piecu komorowym w atmosferze ochronnej argonu. Próbki podgrzano do temperatury austenityzowania stopniowo, z przystankiem izotermicznym w 650 i 850 C przez 15 min. Austenityzowano przez 30 min w temperaturze 1060 C i chłodzono w gorcym oleju. Po hartowaniu próbki odpuszczono dwukrotnie, kadorazowo przez 2 godziny w temperaturze 510 C. 108

Powierzchnie próbek piaskowano i poddano obróbce mechanicznej na szlifierce magnetycznej. Na odtłuszczone próbki nałoono proszkow powłok wglika wolframu WC o dwóch rónych grubociach 0,06 mm i 0,11 mm, zwizanego lepiszczem nieorganicznym. Próbki stali X40CrMoV5-1, zamocowane w obrotniku przetopiono wizk lasera duej mocy (HPDL) Rofin DL 020. Wymiary zogniskowanej na powierzchni materiału wizki lasera wynosz 1,8 x 6,8 mm. Robocza długo ogniskowa (mierzona od powierzchni szkła ochronnego w głowicy) wynosi 92 mm. Uyto wielomodowego rozkładu energii. W trakcie bada dobrano prdko stabilnego przebiegu procesu 0,5 m/min. Dalsze próby przeprowadzono przy stałej prdkoci przetapiania, zmieniajc moc wizki laserowej w zakresie 0,7-2,5 kw podczas przetapiania i stopowania warstwy wierzchniej próbek. Dowiadczalnie okrelono, i pełn osłon obszaru przetopie zapewnia nadmuch argonu o nateniu przepływu gazu 20 l/min przez dysz kołow o rednicy φ 12mm, skierowan przeciwnie do kierunku przetapiania. Po przetopieniu i stopowaniu próbki poddano obróbce mechanicznej polegajcej na usuniciu nieprzetopionej powłoki wglika wolframu. Badania metalograficzne struktur materiału po laserowym przetapianiu warstwy wierzchniej wykonano na mikroskopie wietlnym LEICA MEF4A przy powikszeniach od 100 do 1000x. Badania struktury oraz pomiar gruboci odpowiednich stref w warstwie wierzchniej przeprowadzono równie porównawczo na zgładach poprzecznych w mikroskopie skaningowym DSM 940 firmy OPTON przy powikszeniach 1000 i 5000x. Do bada gruboci poszczególnych stref warstwy wierzchniej oraz pomiaru pola powierzchni ziarn wykorzystano komputerowy system analizy obrazu Leica-Qwin. Pomiary twardoci wykonano metod Rockwella w skali C na próbkach poddanych standardowej obróbce cieplnej oraz przetopionych i stopowanych przy uyciu lasera diodowego duej mocy przy rónych parametrach, wykonujc dla kadego stanu po 10 pomiarów, i liczc ich warto redni. Wyniki bada opracowano statystycznie. Twardo zmierzono na szlifowanych i polerowanych mechanicznie płaszczyznach czołowych próbek. Badania zmian mikrotwardoci na przekroju cieek laserowych w funkcji odległoci od powierzchni przeprowadzono na ultramikrotwardociomierzu DUH 202 firmy Shimadzu. Pomiarów dokonano przy obcieniu 0,05 N, wykonujc niezbdn liczb odcisków na przekroju kadej badanej próbki, odpowiednio do głbokoci zmian strukturalnych w warstwie wierzchniej materiału. Pomiary mikrotwardoci prowadzono wzdłu linii prostopadłych do powierzchni próbek, wzdłu osi lica ciegu. 3. OMÓWIENIE WYNIKÓW BADA Próby przetapiania i stopowania wglikiem wolframu stali narzdziowej stopowej do pracy na gorco X40CrMoV5-1 wykazuj wyrany wpływ parametrów procesu przetapiania i stopowania, w szczególnoci mocy wizki laserowej, na kształt lica ciegu (rys. 1). Obróbka w analizowanym zakresie mocy lasera zapewnia regularny 109

i płaski kształt lica, bez podtopie i o stosunkowo duej gładkoci. Na ciekach powstałych podczas laserowego stopowania warstwy wierzchniej wystpuj nieliczne wgłbienia i nierównoci powierzchni bdce skutkiem intensywnego jej nagrzewania. Głównym czynnikiem decydujcym o tworzeniu warstw stopowych jest transport materiału w ciekłym metalu, wywołany siłami napicia powierzchinowego. Nierównomierne nagrzanie materiału wskutek oddziaływania wizki laserowej powoduje, e na powierzchni cieczy powstaje duy gradient napicia powierzchniowego. Siła skierowana od centrum wizki, gdzie temperatura jest najwysza, powoduje ruch roztopionego materiału do brzegów cieki przetopienia oraz odkładanie si materiału stopujcego w osi i na brzegach cieki przetopienia. Wzrost mocy lasera oraz gruboci powłoki wglika wolframu naniesionej na powierzchni stali przed przetopieniem przy stałej prdkoci posuwu wizki lasera powoduje wzrost chropowatoci i nieregularnoci kształtu lica ciegu. Efekt ten jest zwizany ze wzrostem absorpcji promieniowania lasera przez powierzchni próbki, dziki wyszemu współczynnikowi absorpcji wglika wolframu w porównaniu ze współczynnikiem absorpcji powierzchni stali. Wzrost absorpcji powoduje zwikszenie intensywnoci procesu przetapiania warstwy wierzchniej stali. Uzyskanie rónej gruboci stref stopowanych wie si z efektem absorpcji promieniowania laserowego przez powierzchni próbek pokrywanych past składajc si z wglika wolframu i lepiszcza nieorganicznego. Lepiszcze najpewniej ulega dynamicznemu odparowaniu w trakcie procesu przetapiania i nie powoduje zmiany składu chemicznego na powierzchni stali. Znaczc rol w procesie przetapiania i stopowania odgrywa równie oddziaływanie strumienia gazu osłonowego na powierzchni ciekłej stali przepływajcego w miejscu tworzenia si warstwy wierzchniej i zabezpieczajcego stal w stanie ciekłym przed kontaktem z powietrzem oraz usuwajcego produkty rozpadu lepiszcza nieorganicznego, uytego jako materiał wicy proszku wglika wolframu, jak równie biorcego udział w kształtowaniu krystalizujcego lica ciegu oraz transporcie pozostajcego na powierzchni przetopienia materiału stopujcego. Rys. 1. Widok lica po stopowaniu laserem HPDL przy parametrach: moc wizki 2,3 kw, grubo powłoki WC 0,06 mm. Fig 1. Part shape of bead face after alloying with HPDL laser with parameters: beam power 2,3 kw, WC coating thickness 0.06 mm (SEM) 110

Rys. 2. Brzeg przetopienia warstwy wierzchniej stali po stopowaniu przy parametrach: prdko skanowania 0,5 m/min, moc wizki 1,5 kw, grubo powłoki WC 0,11 mm. Fig. 2. Remelting edge of the steel surface after alloying with parameters: scanning rate 0.5 m/min, beam power 1.5 kw, WC coating thickness 0.11 mm. Rys. 3. Granica strefy przetopionej warstwy wierzchniej stali po stopowaniu przy parametrach: prdko skanowania 0,5 m/min, moc wizki 0,9 kw, grubo powłoki WC 0,06 mm. Fig. 3. Boundary of the remelted steel surface layer after alloying with parameters: scanning rate 0.5 m/min, beam power 1.3 kw, WC coating thickness 0.06 mm. W przypadku stopowania proszkiem wglika wolframu, którego temperatura topnienia jest znacznie wysza od temperatury topnienia stali, nastpuje wtapianie nierozpuszczonych ziarn proszku wglika wolframu w roztopione podłoe stalowe (rys. 2). Nastpuje wówczas silna cyrkulacja ciekłego metalu, a po przejciu wizki laserowej gwałtowne krzepnicie. Ułoenie pasm zakrzepłych kryształów jest zgodne ze schematem ruchów konwekcyjnych w jeziorku przetapianego materiału, przedstawionym w literaturze [4]. Szybka krystalizacja prowadzi do zrónicowania struktury w przekroju strefy przetopionej (rys. 3). W zalenoci od zastosowanych parametrów obróbki mieszanie si materiału przebiega według zrónicowanych 111

mechanizmów. Przy małych energiach oddziaływania lasera na materiał, linie kapilarne nie s ze sob połczone, a struktura przetopienia jest stosunkowo jednorodna. Wraz ze zwikszeniem mocy lasera wystpuje zawirowanie linii kapilarnych, które zaczynaj si ze sob łczy. Dno przetopienia jest nadal płaskie, natomiast na powierzchni pojawia si niewielka falisto. Zastosowanie maksymalnej energii lasera powoduje uzyskanie najwikszej gruboci przetopienia, jednake w wyniku oddziaływania silnych ruchów cieczy, dno przetopienia ulega pofalowaniu. Ze wzrostem mocy lasera, a przez to oddziaływania wizki na materiał nastpuje wzrost głbokoci strefy przetopienia powstajcy na skutek przewodnictwa cieplnego. Potwierdzono wystpowanie w warstwie wierzchniej badanej stali strefy przetopionej i strefy wpływu ciepła, których grubo jest zalena od zastosowanych parametrów obróbki laserowej (rys. 4). WW SWC SP 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 Moc lasera, kw 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Rys. 4. Wpływ mocy lasera na grubo strefy przetopionej SP, strefy wpływu ciepła SWC i warstwy wierzchniej WW stali X40CrMoV5-1 po laserowym stopowaniu wglikiem wolframu o gruboci powłoki 0,11 mm. Fig. 4. Diagram of thickness changes of particular areas in X40CrMoV5-1 steel surface layers after alloying, thickness of the coating WC 0,11mm; WW surface layer, SWC - heat effected zone, SP remelted zone Struktura materiału krzepncego po przetapianiu laserowym charakteryzuje si wystpowaniem obszarów o zrónicowanej morfologii, zwizanej z krystalizacj stali. W przetapianiu materiałów wizk promieniowania laserowego o pracy cigłej, nastpuje przemieszczanie si wizki lasera wzgldem obrabianego materiału, przez co proces przetapiania jest dynamicznym. W obróbce tej kierunek najwikszego gradientu temperatury ulega nieustannym zmianom podczas przemieszczania si ródła ciepła. Krzepnce kryształy w pocztkowym etapie wzrastaj dziedziczc struktur i orientacj czciowo przetopionych ziarn materiału rodzimego, znajdujcych si na granicy wyznaczonej pomidzy faz stał i faz ciekł materiału (rys. 3). Znacznie mniejsza wielko kryształów w tej strefie, w porównaniu do centralnej czci przetopienia, jest zwizana z inicjowaniem procesu krzepnicia na nierozpuszczonych wglikach i ziarnach osnowy. W tak dynamicznych warunkach krystalizacji wzrastajce kryształy Grubo, mm 112

kolumnowe w warstwie przetopionej zorientowane s w kierunku najwikszego gradientu temperatury i jednoczenie utrzymana jest orientacja uprzywilejowanego wzrostu <100>, charakterystycznego dla materiałów o strukturze regularnej. Skład chemiczny stali oraz warunki jej krystalizacji wpływaj na przemiany fazowe zachodzce podczas procesów krzepnicia i chłodzenia. W wyniku szybkiej krystalizacji stali narzdziowych stopowych do pracy na gorco po laserowym przetapianiu najczciej nastpuje wydzielanie ferrytu wysokotemperaturowego z roztworu ciekłego. Kolejno zachodzi reakcja perytektyczna, która prowadzi do powstania austenitu. Duy wpływ na powstanie austenitu ma stenie wgla i pierwiastków stopowych, które w zalenoci od ich stenia mog wydziela si bezporednio z cieczy, wykazujc wyran segregacj na granicach dendrytów. W warstwie stopowanej badanej stali nastpuje wydzielanie si wglików M 23 C 6, M 7 C 3 lub M 6 C z austenitu oraz wystpuj wgliki WC. Laserowa modyfikacja warstw wierzchnich wpływa na zwikszenie twardoci powierzchni stali. Efekt ten osigany jest dziki wystpowaniu przemian fazowych cile zwizanych z szybkoci odprowadzania ciepła ze strefy przetopionej. Czynnikiem, który w głównej mierze decyduje o szybkoci chłodzenia jest grubo przetapianej warstwy, zalena od zaabsorbowanej energii promieniowania i czasu oddziaływania wizki lasera na powierzchni stali. Przy stałej prdkoci przetapiania jedynie moc lasera wpływa na energi dostarczon do warstwy wierzchniej. Przy niskiej mocy wizki laserowej głboko przetopienia jest niewielka, przez co szybko odprowadzania ciepła jest najwysza. Dua szybko chłodzenia powoduje wystpowanie superszybkich przemian fazowych, przez co w materiale wystpuje drobnokrystaliczna struktura martenzytu odpowiedzialna za wzrost twardoci. Najwysza twardo warstwy wierzchniej stali poddanej laserowemu przetapianiu 61,1 HRC, wystpuje po przetapianiu wizk lasera o mocy 1,4 kw. Warstwa wierzchnia stali stopowanej wglikiem wolframu o gruboci powłoki stopujcej równej 0,06 mm, wykazuje maksymalny wzrost twardoci do 64,5 HRC przy mocy wizki lasera równej 1,9 kw. Porównywalna twardo jest charakterystyczna dla wikszoci mocy wizki lasera uytych przy tej gruboci powłoki stopujcej. Maksymalna twardo 66,5 HRC warstwy wierzchniej jest uzyskiwana w wyniku stopowania laserem o mocy 0,7 kw wglikiem wolframu o gruboci 0,11 mm powłoki stopujcej. Maksymalna rednia mikrotwardo 1220 HV0,05, sporód wszystkich próbek stali poddanych laserowej modyfikacji, jest zapewniona przy mocy lasera 1,7 kw stali stopowanej wglikiem wolframu o gruboci powłoki 0,11 mm. Podczas stopowania stali wglikiem wolframu o gruboci powłoki 0,06 mm z moc wizki lasera 0,7 kw rednia mikrotwardo wynosi 1255 HV0,05. Jest to jednak jedyny przypadek takiego znacznego wzrostu twardoci warstwy wierzchniej sporód całej grupy próbek stopowanych wglikiem wolframu o gruboci powłoki 0,06 mm, który znacznie odbiega wartoci od pozostałych wyników. Najnisze wartoci redniego wzrostu mikrotwardoci wystpuj w badanej stali po przetapianiu laserowym. Przyczyn rozbienoci wyników pomiarów mikrotwardoci strefy przetopionej oraz stopowanej na przekroju cieek laserowych w funkcji odległoci od powierzchni jest wystpowanie w strukturze 113

wglika wolframu oraz siatki wglików na granicach dendrytów, wykazujcych odmienn mikrotwardo w porównaniu z osnow. 4. PODSUMOWANIE Moliwe jest wytworzenie przy uyciu lasera diodowego duej mocy (HPDL) warstw wierzchnich stali narzdziowych stopowych do pracy na gorco poprzez przetapianie i stopowanie wglikami WC, zapewniajcych wysze własnoci uytkowe w porównaniu ze stalami obrobionymi cieplnie. Przetapianie i stopowanie laserowe wglikami wpływa na rozdrobnienie struktury w całym badanym zakresie mocy lasera i zrónicowanie wielkoci ziarna w poszczególnych strefach warstwy wierzchniej badanych stali. W wyniku rozdrobnienia struktury i zwikszenia udziału wglików nastpuje zwikszenie twardoci powierzchni stali oraz odpornoci na zuycie cierne. W warstwach wierzchnich wystpuj dwie charakterystyczne strefy: przetopienia i wpływu ciepła, których grubo jest zalena od zastosowanej mocy lasera. Grubo uzyskanej warstwy wierzchniej stali narzdziowej stopowej do pracy na gorco zwiksza si wraz ze wzrostem mocy lasera od 0,7 do 2,5 kw i wynosi od dziesitych czci mm do ok. 3 mm. Struktura materiału krzepncego po przetapianiu laserowym charakteryzuje si zrónicowan morfologi, zwizan z wielokrotn zmian kierunku wzrostu kryształów, od niewielkich dendrytów, których główne osie zorientowane s zgodnie z kierunkiem odprowadzania ciepła na granicy midzy fazami stał i ciekł, z wystpujcymi skupiskami wglików, układajcymi si zgodnie z zawirowaniami spowodowanymi ruchem konewekcyjnym cieczy metalicznej oraz czciowo nieprzetopionymi konglomeratami WC jako materiału stopujcego w rodkowym obszarze strefy przetopionej, do drobnych równoosiowych ziarn w strefie przypowierzchniowej. Uzyskane wyniki bada wskazuj na moliwo i celowo praktycznego zastosowania przetapiania i stopowania wglikami przy uyciu lasera diodowego duej mocy przy wytwarzaniu niektórych narzdzi do pracy na gorco oraz do przetwórstwa tworzyw sztucznych. PODZIKOWANIE Praca została czciowo wykonana w ramach projektu zamawianego PBZ-100/4/2004 finansowanego przez Komitet Bada Naukowych kierowanego przez Prof. L.A. Dobrzaskiego. 114

LITERATURA [1] L. Lin: Materials processing with a high power diode laser, ICALEO 1996 Section E, 1996, s. 38-47. [2] J. Mateos, J.M. Cuetos, E. Fernandez, R. Vijande: Tribological behaviour of plasma sprayed WC coatings with and without laser remelting, Wear, vol. 239, 2000, s. 274-281. [3] T.R. Jervis and all: Tribological effects of excimer laser processing of tool steel, Surface and Coatings Technology, vol. 89, 1997, s. 158-164 [4] J. Kusiski: Lasers and their employment in materials engineering, Publisher Akapit, Kraków, 2000, (in Polish) [5] L.A. Dobrzaski: Fundamentals of Materials Science and Metallurgy. Engineering with fundamentals of Materials Design, WNT, Warsaw, 2002, (in Polish). [6] L.A. Dobrzaski, M. Bonek, E. Hajduczek, A. Klimpel: Application of high power diode laser (HPDL) for alloying of X40CrMoV5-1 steel surface layer by tungsten carbides, Journal of Mat. Proc. Tech. 155-156, 2004, s. 1956-1963. [7] L.A. Dobrzaski, M. Bonek, A. Klimpel, A. Lisiecki: Surface layer s structure of X40CrMoV5-1 steel remelted and/or WC alloyed with HPDL laser, Materials Science Forum, 3(140), 2003, s. 69-72. [8] L.A. Dobrzaski, M. Bonek, A. Klimpel, A. Lisiecki, S. Bugliosi: Tribological properties of the surface layer of the X40CrMoV5-1 steel remelted using the high power diode laser (HPDL), Proceedings of the 11th Scientific International Conference Achievements in Mechanical and Materials Engineering AMME 2002, Gliwice Zakopane, 2002, s. 77-82. [9] A. Klimpel, High power diode laser in surfacing by welding, Welding review, Vol.6, 200, 1-6 (in Polish). [10] L.A. Dobrzaski, M. Bonek, A. Klimpel, A. Lisiecki: Effect of laser HPDL surface alloying of X40CrMoV5-1 hot-work tool steel, 4 th International Conference on Industrial Tools, Bled-Celje, 2003, s. 723-728. [11] J. Kusiski: Microstructure, chemical composition and properties of the surface layer of M2 steel after laser melting under different conditions, Applied Surface Science, vol. 86, 1995, s. 317-322. [12] J. Kusiski: Wear properties of T15 PM HSS made indexable inserts after laser surface melting, Journal of Materials Processing Technology, vol. 64, 1997, s. 239-246. [13] A. Klimpel: High Power Diode Laser Application for Welding and Surfacing, JOM-10 International-Jubilee Conference N The Joining of Materials, Helsingor Denmark, 2001. [14] L.A. Dobrzaski, E. Jonda, M. Bonek, K. Labisz, M. Piec, A. Polok: Properties and structures of gradient layer surface of 32CrMoV12-28 hot work steel alloyed using high power diode laser, International Conference on Manufacturing and 115

Materials Processing 2006 (ICMM 2006), Kuala Lumpur, Malaysia, 2006, s. 171-174. [15] M. Bonek, L.A. Dobrzaski: Comparison of the structures of the hot-work tool steels laser modified gradient layers, 2nd Pacific International Conference on Applications of Lasers and Optics (PICALO06), Melbourne, Australia, 2006, CD. [16] M. Bonek, L.A. Dobrzaski, E.Hajduczek: Diode laser surface treatment of hotwork tool steel, 7th International Tooling Conference Tool2006, Turin, Italy, 2006, s. 829-836. DEPENDENCE OF LASER ALLOYING CONDITIONS AND STRUCTURES AND PROPERTIES OF X40CRMOV5-1 HOT-WORK TOOL STEEL SUMMARY Investigations include comparison between structure and properties of remelting and alloying the X40CrMoV5-1 hot-work tool steel surface layer using the high power diode laser (HPDL). It was found out that remelting and laser alloying with the tungsten carbide result in structure refinement in the entire investigated laser power range. It has the important cognitive significance and gives grounds to the practical employment of these technologies for forming the surfaces of new tools and regeneration of the used ones. Recenzował: prof. Jan Szajnar. 116